러시아를 뒤에 두고 굳건히 서 있는 국가들...
2024년 6월 5일, 우주비행사 수니타 윌리엄스와 부치 윌모어가 8일간의 임무를 수행하기 위해 우주로 출발했다.
보잉 스타라이너를 타고 우주선이 국제우주정거장(ISS)으로 향하던 중 헬륨이 누출되어 연료가 추진 시스템으로 밀려드는 등 문제가 발생했다. 여러 추진기도 제대로 작동하지 않았다.
이러한 상황으로 인해 두 우주비행사는 ISS에 갇히게 되었다. 나사는 2025년 2월 윌모어와 윌리엄스를 스페이스X 크루 드래곤 캡슐에 태우고 지구로 귀환시키기로 결정했다. 하지만 지구 궤도를 돌고 있는 윌모어와 윌리엄스의 신체에 미칠 수 있는 잠재적 위험은 무엇일까?
팔다리에 지속적인 중력이 가해지지 않는다면 근육과 뼈의 질량은 우주에서 빠르게 감소하기 시작한다. 가장 큰 영향을 받는 부위는 등, 목, 종아리, 사두근 등 우리가 자세를 유지하는 데 도움이 되는 근육이다. 이는 미세 중력에서는 더 이상 일할 필요가 없기 때문이다.
2주 후에는 근육량이 20% 감소할 수 있으며, 3~6개월의 긴 임무 수행 시에는 30% 감소할 수 있다.
비슷한 이유로 우주비행사의 뼈도 힘을 잃기 시작한다. 실제로 우주비행사는 매달 우주에서 뼈 질량의 1~2%, 6개월 동안 최대 10%를 잃을 수 있다. 이에 비해 지구에서는 매년 0.5%~1%의 비율로 나이든 남성과 여성의 뼈 질량이 감소한다.
이로 인해 골절의 위험이 증가하고 회복 시간이 늘어날 수 있다. 지구로 돌아온 후 골량이 정상으로 돌아오는 데 최대 4년이 걸릴 수 있다
이에 맞서기 위해 우주비행사들은 ISS 궤도에 있는 동안 하루에 2.5시간의 운동과 강도 높은 훈련을 한다. 여기에는 스쿼트, 데드리프트, 로잉, 벤치 프레스가 포함된다. 또한 뼈를 최대한 건강하게 유지하는 보충제를 복용한다.
그러나 최근 연구에 따르면 이 운동 요법만으로는 근육 기능과 크기의 손실을 예방하기에 충분하지 않다고 한다. 테스트 후 저항 운동과 고강도 인터벌 트레이닝의 부하를 높이도록 권장되었다.
우주에서 체중은 무의미하지만, 우주에 있는 동안 건강한 체중을 유지하는 것은 어려운 일이다.
우주 비행사들은 최근 우주 정거장에서 재배한 샐러드를 포함하여 다양한 영양가 있는 음식을 제공받는다. 하지만 여전히 우주 비행사의 몸에 영향을 미칠 수 있다.
나사의 우주비행사 스콧 켈리(사진)는 340일 동안 우주정거장에 머문 후 장기 우주 비행의 영향에 대한 가장 광범위한 연구에 참여했다. 켈리는 궤도에 있는 동안 지구에 머물렀던 쌍둥이 동생에 비해 체질량의 7%를 잃었다.
지구에서는 중력이 우리 혈액을 아래로 향하게 하고 심장은 혈액을 다시 펌핑한다. 신체는 우주에서 다소 적응하지만 이 과정이 중단되면 혈액이 정상인보다 더 많이 머리에 쏠릴 수 있다.
혈액의 일부는 눈 뒤쪽과 시신경 주변으로 흘러들어 부종으로 이어질 수 있다. 이로 인해 눈 자체의 예리함의 감소 및 구조적 변화와 같은 시력 변화가 발생할 수 있다.
이러한 변화는 우주에서 머문지 불과 2주 후부터 시작될 수 있다. 하지만 시간이 지나면서 위험이 증가한다.
우주비행사가 지구로 돌아온 후 약 1년 이내에 비전이 바뀌는 경우도 있지만, 영구적으로 변경되는 경우도 있다.
우주 정거장에서 근무한 후 켈리의 인지 능력은 현장에 있던 동생과 비교적 비슷하게 유지된 것으로 밝혀졌다.
그러나 연구자들은 켈리가 지구로 돌아온 후 약 6개월 동안 켈리의 인지 수행 속도와 정확도가 감소했으며, 아마도 그의 뇌가 지구의 중력과 옛 생활 방식으로 재조정되었기 때문일 것이라는 사실을 발견했다.
2014년 우주정거장에서 169일을 보낸 러시아 우주비행사를 대상으로 한 연구에서도 뇌에 몇 가지 변화가 있는 것으로 나타났다. 운동 기능과 관련된 뇌 일부와 전정 피질의 신경 연결성 수준에도 변화가 있는 것으로 나타났다.
건강을 위한 열쇠 중 하나는 우리 몸 안과 몸에 서식하는 미생물의 다양성이다. 장내 미생물은 우리가 음식을 소화하는 방식에 영향을 미치고, 신체의 염증 수준에 영향을 미치며, 뇌의 작동 방식을 바꾼다.
켈리의 여행 후 연구원들은 켈리의 장내 미생물군집이 크게 변화했다는 사실을 발견했다. 방사능 노출, 재활용 된 물 사용, 신체 활동의 변화 등이 모두 영향을 미쳤을 수 있다.
켈리의 피부는 민감도가 높아졌으며 우주에서 돌아온 후 약 6일 동안 발진이 발생했다.
연구자들은 임무 기간 동안 피부 자극이 없었기 때문에 피부 문제가 발생했을 수 있다고 추측했다.
각 DNA가닥의 끝에는 텔로미어가 있다. 텔로미어는 손상으로부터 우리 유전자를 보호한다. 나이가 들면 텔로미어가 짧아지지만 켈리와 다른 우주비행사들을 대상으로 한 연구에 따르면 우주 여행이 텔로미어의 길이를 변화시키는 것으로 나타났다.
이러한 텔로미어 변화의 한 가지 원인은 우주에서 혼합된 방사선에 노출되었기 때문일 수 있다.
세포가 단백질을 생산하기 위해 DNA를 읽는 메커니즘인 유전자 발현에도 약간의 변화가 있었다. 일부는 DNA 손상, 뼈 형성, 스트레스에 대한 면역 체계의 반응과 관련이 있다. 그러나 켈리가 지구로 돌아온 지 6개월 만에 이러한 대부분의 변화는 정상으로 돌아갔다
켈리는 우주 여행 전 후에 여러 백신을 맞았고 면역 체계는 정상적으로 반응했다.
그러나 연구에 따르면 우주비행사는 백혈구 수가 다소 감소하는 것으로 나타났다. 이는 주로 궤도에 있는 동안 받는 방사선량 때문이다.
출처: (BBC) (NASA) (Washington Post)
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인체에 미치는 장기적인 영향
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